(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИСПЕРСНОСТИ ЧАСТИЦ В ФЕРРОМАГНИТНЫХ ЖИДКОСТЯХ
оле, направление которого перпендиулярно электродам измерительной . Затем определяют емкость такого бразца на двух различных частотах и аходят отношение этих двух емкостей.
По найденному отношению можно суить о дисперсности частиц -в ФГ-1Ж.
Физической основой способа являетя зависимость емкости ФЮК от частоты электрического поля при одновременном воздействии магнитного поля. Эту зависимость можно объяснить следующим образом. Примесные частицы в ФМЖ покрыты поверхностно-активным веществом (ПАВ), котороепрепятствует слипанию 15 частиц в ферромагнитной жидкости. В случае отсутствия магнитного поля ПАВ равномерно распределено по поверхности частицы. Такоесимметричное расположение ПАВ обеспечивает слабую поляр-20 ность ФМЖ, поэтому за:висимость емкостй от частоты выражена слабо. При наложёнйй магнитного поля частицы притягиваются друг к другу и выстраиваются в цепочки по направлению магнитного 25 пбяя. При этом расстояние между частицами сокраща1етс я и ионная оболочка ЙЛВ деформируется, то есть нарушается симметрия в расположении ионной оболочки. Это приводит к тому, что части-2Q ца п риобретает значительный дипольный момент. В этом случае зс1висим6сть емкости от частоты выражена ярко и имеет устрчивый характер в широком диа naSoHe/частот. , 35
При заданной индукции; магнитного поля крупные частицы притягиваются с большей силой, чеймёлкйё,гГбэеоМу .. дЯя крупнь1х искажение рбблочки ПАВ будет большим. CinesoBaTfertbHo, завис1 мость емкости от частоты элект зи едкбго поля при однойрёйёнйом на- Лбасёнйи магнитного иол я будет определяться дисперсностью частиц ферромагнитной жидкости. Стёпень зависимости емкости образца с ФШС от частоты элек- 5 трйчёбкого поля в этбм случае определяется По. отношений емкостей образца на двух частота :,: по которбму мЬжно судить о дисперсности частиц в ФМХ.
Возможность реализации способа под-50 экспериментально. Экспериментом установлена йавйсимбсть ёмкости обра:эца от частоты для нескольких ферромагнитных жидкостей на кремнийорганической основе, отличающихся раз- 55 мерами частиц примесей. Исследуемая ФМЖ заливалась в измерительную ячейку, на которую накладыйаяось Магчйтноё пблё пёрпёндйКУл ярно плоскостям электродов ячейки. Из- Q мерения емкости образца проводили-сь с помощью моста типа МИЕП.
Кроме того производился контроль среднего размера частиц в ферромагнитной жидкости по изменению скороети их оседания, так как размер частиц (радиус г) пропорционален корню квадратному из скорости оседания частиц I/. ..
Измерения проводились в диапазоне частот Ю - 10 Гц при индукциях магнитного поля 0,1-0,5.Т.
на чертеже приведены зависимости емкости образца от частоты электрического поля для двух жидкостей при индукций 0,2 Т. Эти зависимости имеют спадающий вид, причем скорость спада различная для двух жидкостей. При частотах порядка 10 Гц и выше емкость образцов мало изменяется. Для всех исследуемых жидкостей определялся коэффициент К который характеризует скорость спада емкости образца при увеличении частоты электрического поля. Значения Kj. определялись при различном соотношении частот f-2. и fj ,
определяемом как (табл. 1), а
также при различных индукциях магнитного поля (табл. 2).
Из приведенных таблиц следует, что коэффициент Кр следует за изменением размера частиц (значения радиуса частиц р в табл. 1 приведены в относительных единицах), причем с ростом размера астиц коэффициент К,, также возрастает. Наибольшие численные значения KC получаются при отношении
ii 2 3 частот , 10 - 10 (табл. 1) и
при индукциях магнитного поля 0,1- О,5 Т. При этих параметрах наблюдается более резкая зависимость емкости образца от частоты электрического поля, что позволяет получить большие значения коэффициента К и с большей достоверностью оценивать дисперсность частиц в ферромагнитных жидкостях.
При Измерениях емкости образца желательно нижнюю.частоту выбирать порядка сотен герц, так как при более низкой частоте (менее 100 Гц) сказывается неустойчивость работы приборов . Верхняя частота обусловлена тем что начийая с частоты 10 Гц скорость спада зависимостей емкости от частоты стабилизируется и практически не изменяется с ростом частоты.
Результаты испытаний также показали, что время измерений по предлагаемой методике составляет 0,3 часа, что значительно меньше, чем по известной методике.
П р и м е р. И.сследовалась ФМЖ н кремнийорганической основе, скорость оседания частиц в которой составляет 0,28- см/час. Следовательно, для оседания частиц примерно на 1 см, кода можно получить заметную разницу в частотах колебательных контуров (по известной методике), необходимо время 0,28 . 10 часа.
Предлагаемый способ позволяет произвести замеры и оценить дисперсность частиц в ферромагнитной жидкости за время 0,3 часа. При этом выигрыш во времени составляет порядка тысячи часов.
Эти результаты подтверждают, что способ определения дисперсности частиц в ФМЖ .осуществим в реальных условиях при значительном сокращении времени измерений.
Кроме того, при одинаковых размерах частиц появляется возможность контролировать толщину слоя ПАВ на поверхности частиц.
Сокращение времени испытаний при определении дисперсности частиц в ФМЖ в сотни раз приводит к экономии материальных затрат, поэтому данное изобретение эффективно экономически, особенно при контроле свойств вновь получаемых ферромагнитных жидкостей.
Таблица 1
10 1Q 10 241,1 225,6 0,94
,1 220,5 1,0930,22 1 10 1010197,3 153,4 1,28 ,3 136,18 1,45 10 .10 ,3 132,5 1,48 Форьчула изобретения I. Способ .определения дисперсноети частиц в ферромагнитных жидкостях, основанный на измерении емкости ана- 55
10
0,3
Таблица 2 1,82 2,72 0,3 10лизируемой среды на двух фиксированных частотах, отличающийс я тем, что, с целью ускорения анализа, на исследуеМую среду дополнительно накладывают постоянн.о.е магнитное поле, направление которого идентй чно Направлению электрического поля, и по отношению емкостей судят о дисперсности частиц.
2 4
40
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
